Aplicación combinada de contracción antagonista estimulada eléctricamente durante la marcha (estudio de la marcha)

La osteoartritis de rodilla (KOA) es la causa más común de discapacidad no solo en los Estados Unidos sino también en Japón. KOA se asocia con dolor, debilidad del cuádriceps, hinchazón, inestabilidad, disminución del rango de movimiento, función física y calidad de vida (QOL) (1). En particular, la debilidad del cuádriceps puede contribuir a la incidencia de enfermedad sintomática y progresiva (2, 3), causar limitaciones funcionales y discapacidad (4) y aumentar el riesgo de mortalidad (5). Tanto el ejercicio aeróbico como el ejercicio de resistencia se recomiendan para el tratamiento de personas con osteoartritis de rodilla (KOA) (6). Sin embargo, el ejercicio a una intensidad moderada o severa suele ser un problema para las personas con dolor de rodilla o antecedentes de lesión en la rodilla.

La estimulación eléctrica neuromuscular (NMES, por sus siglas en inglés) se usa ampliamente como un método para aumentar la fuerza muscular y mejorar la función física incluso a una intensidad de ejercicio baja a moderada (7). Sin embargo, el efecto NMES puede resultar insuficiente porque la intensidad del ejercicio está determinada por el nivel de resistencia a la estimulación eléctrica del usuario (7). Por otro lado, la estimulación eléctrica transcutánea, denominada estimulación nerviosa eléctrica transcutánea (TENS), es eficaz para el alivio del dolor (8). El dolor de rodilla redujo de forma independiente la fuerza y ​​la activación del cuádriceps (9). TENS restaura la función motora inhibida del cuádriceps (activación central y muscular) a través del alivio del dolor (10). Además, se dice que la aplicación combinada de estimulación eléctrica (ES) y contracciones voluntarias (VC) es más eficaz que la ES o la VC solas (11). Por lo tanto, se desarrolló un sistema de entrenamiento híbrido (HTS) que resiste el movimiento de un músculo agonista que se contrae voluntariamente usando la fuerza generada por su antagonista estimulado eléctricamente (NMES) como una forma de combinar la aplicación de estimulación eléctrica y contracción voluntaria (12). HTS es un método que elimina las desventajas tanto del ejercicio volitivo como del NMES (13). Se ha informado que HTS es una nueva técnica de entrenamiento que puede aumentar tanto la fuerza muscular como la masa muscular (12, 13, 14, 15). Recientemente, HTS se muestra prometedor como contramedida para el desuso musculoesquelético de los astronautas porque la técnica HTS puede generar resistencia al ejercicio dentro del cuerpo incluso si no hay gravedad (1). Además, HTS se puede utilizar durante muchos tipos diferentes de ejercicio (p. ejercicio de extensión de rodilla, sentadilla y flexión de cadera, ejercicio de caminar y ejercicio de ciclismo) (17, 18). Parece ser más eficaz para mejorar la fuerza muscular y la función física combinar HTS con ejercicio fácil (p. extensión de rodilla, caminar y sentadillas) para pacientes con KOA.

El objetivo principal de la terapia de ejercicios para KOA no es solo mejorar la fuerza muscular (el músculo cuádriceps femoral en particular) sino también aliviar el dolor (19, 20). La mejora de la fuerza muscular protege las articulaciones y alivia la estimulación nociceptiva. Sin embargo, el ejercicio a veces aumenta el dolor. Además del cambio patológico en las estructuras articulares, los cambios en el procesamiento central del dolor o la sensibilización central parecen estar involucrados en el dolor KOA (19). Murphy et al. informó que el 36% de una muestra heterogénea de pacientes con cadera y KOA demostró evidencia de sensibilización central (22). Este hallazgo ha sido caracterizado de manera incompleta, pero es necesario considerar la sensibilización central en el tratamiento de pacientes con KOA. Desde una perspectiva teórica, el ejercicio tiene el potencial de tratar el proceso de sensibilización central: p. el ejercicio activa la analgesia endógena orquestada por el cerebro (23). Una sesión inicial de ejercicio excéntrico de alta intensidad induce la sensibilización central, pero una serie repetida de ejercicio facilita los mecanismos espinales protectores inherentes (efecto de sesión repetida) (24). Además, el ejercicio de fuerza ipsolateral posiblemente puede prevenir la sensibilización central (25). Por lo tanto, se recomienda un enfoque contingente al tiempo que implique que el paciente no interrumpa los turnos de ejercicio una vez que aumenta la severidad del dolor local (22). Se mostraron algunos informes sobre la analgesia endógena disfuncional para pacientes con dolor musculoesquelético en respuesta al ejercicio aeróbico, pero ningún tipo de ejercicio aeróbico fue capaz de activar la analgesia endógena (24). En la actualidad, no existe un informe de un método de ejercicio que sea efectivo en pacientes con dolor de sensibilización central. El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) pertenece a la familia neurotrófica de factores de crecimiento. La pérdida de BDNF normalmente conduce a la neurodegeneración en estos centros motores y, finalmente, da como resultado varias enfermedades motoras graves, como la esclerosis lateral amiotrófica, las ataxias espinocerebelosas, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington y el síndrome vestibular. Estos factores neurotróficos (por ejemplo, la disminución del factor neurotrófico derivado del cerebro) son nuevas vías prometedoras para disminuir la hiperexcitabilidad del SNC en pacientes con dolor de sensibilización central (2). Da Graca-Tarrago et al. mostró que una estimulación intramuscular eléctrica de 30 minutos en la osteoartritis disminuyó el dolor, aumentó el umbral de presión del dolor local (PPT) y disminuyó el BDNF (27). Gajewska-Wozniak et al. informaron que la estimulación eléctrica de bajo umbral de los nervios periféricos para estimular las fibras aferentes Ia (señalización propioceptiva) podría afectar la expresión de BDNF en ratas (28). HTS es una técnica de ejercicio que utiliza la contracción muscular eléctricamente excéntrica. Yamaguchi et al. mostró que el reflejo H del sóleo aumentó adversamente después de un HTS en el ejercicio de fuerza convencional (29). Esto parece indicar que HTS sirve para activar Ia fibras. HTS puede afectar la sensibilización central y aliviar el dolor en pacientes con KOA.